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ABAQUS 通用有限元软件平台

    ABAQUS作为强大的有限元软件, 覆盖线性静力学和动力学、非线性静力学和动力学、机构运动等广泛的分析功能。ABAQUS软件不但具有一般的静动强度分析功能和结构动力学分析功能,而且还具有流固耦合和气弹分析接口。在非线性静力/动力、接触、断裂破坏、各种非线性材料包括复合材料、以及各种复杂的组合高度非线性问题的求解方面都具有良好的解决方案。

    这些技术完全集成于ABAQUS软件,形成了最全面的数字样机仿真环境。它可以将多种分析类型集成在单一的分析平台,实现统一有限元分析的目标。

    ABAQUS作为CAE分析软件的先驱,在静动强度分析和结构动力学分析方面,尤其在结构高度非线性分析、接触分析、大应变/有限转动动能分析等方面,一直在商业软件中处于领先地位。另外,ABAQUS强大的前后处理模块与ABAQUS的求解器无缝结合,使复杂问题的分析计算变得快捷方便。下图是Abaqus实现统一有限元分析的实例。

    

    主要技术指标及性能

    Abaqus软件主要由Abaqus/CAE,Abaqus/Standard,Abaqus/ Explicit三个模块组成。其中Abaqus/CAE是前后处理模块,Abaqus/Standard是隐式求解器模块,Abaqus/Explicit是显式求解器模块。

    Abaqus/CAE--有限元前后处理框架系统

    Abaqus/CAE是现代的、基于Windows风格的前后处理器,最大限度地降低操作工作量和培训成本。开放式、多功能的体系结构可将工程设计、工程分析、结果评估、用户化和交互图形界面集于一身,构成一个完整CAE集成环境,其主要特点包括:

    基于Windows的用户界面,既易使用又方便记忆;

    参数化建模工具:Abaqus/CAE将几何模型的特征作为参数,实现参数化建模;

    Abaqus/CAE直接支持各种CAD格式的导入/导出,并提供与CAD软件PRO/E、CATIA以及Solidworks的实时交互(修改PRO/E、CATIA以及Solidworks中的几何特征,Abaqus会自动随之修改):

 

    自动有限元建模 :Abaqus/CAE不断增加更灵活更方便的智能化网格划分工具, 提供了自动网格划分功能,可以根据曲率自动确定网格密度。Abaqus V6.10版本具有了新的基于曲率的Seeding算法,其对于高曲率区域可以准确捕捉,并且使得seed的尺寸分布更加光滑;另外,虚拟拓扑功能的增强,可以自动检测stair-like 特征,并且和周围的几何合并,因此在复杂几何体上亦能生成高质量网格;

    

    与Abaqus求解器紧密结合:Abaqus/CAE支持各种非线性(几何,材料和边界)的功能定义;

    界面定制功能:用户可将Abaqus/CAE作为自己的前后处理器, 并利用其强大的Python语言把自行开发的应用程序和功能及针对特殊要求开发的内容直接嵌入Abaqus/CAE的框架系统;

    数据的兼容性:Abaqus/CAE的一致数据库可使用户实现不同工作平台间的数据相互传递和资源共享;

    结果可视化处理:Abaqus/CAE丰富的结果后处理功能可使用户直观的显示所有的分析结果, 在产品投放市场前对产品性能进行认定, 并可通过图表文件等方式进行文档整理。

    操作运行性能优良:Abaqus/CAE在运行过程中,对用户的操作响应极快,尤其对大模型的网格剖分、图形优化、数据库优化、内存管理及屏幕刷新等,都能快速给出操作结果,这样将大大加快分析速度。

    Abaqus/Standard--隐式非线性分析求解器

    Abaqus/Standard是功能齐全的高级隐式非线性有限元软件的求解器。它是一个通用分析模块,它能够求解广泛的线性和非线性问题,包括:线性/非线性静力分析、模态分析、简谐响应分析、频谱分析、随机振动分析、动力响应分析、静/动力接触、屈曲/失稳、失效和破坏分析、机构运动分析等,具有极强的结构分析能力。可以同时处理几何、材料和接触非线性的组合非线性问题。采用自动增量控制技术处理,最小化用户输入。

    Abaqus/Standard拥有CAE工业领域最为广泛的材料模型,它可以模拟绝大部分工程材料的线性和非线性行为。它提供了丰富的结构单元、连续单元和特殊单元的单元库,超过500种单元类型。几乎每种单元都具有处理大变形几何非线性,材料非线性和包括接触在内的边界条件非线性以及组合的高度非线性的超强能力。Abaqus/Standard的结构分析材料库提供了模拟金属、非金属、聚合物、岩土、复合材料等多种线性和非线复杂材料行为的材料模型。分析采用具有高数值稳定性、高精度和快速收敛的高度非线性问题求解技术。为了进一步提高计算精度和分析效率,Abaqus/Standard提供了多种功能强大的加载步长自适应控制技术,自动确定分析曲屈、蠕变、热弹塑性和动力响应的加载步长。此外,Abaqus/Standard支持网格重划功能,用以纠正过度变形后产生的网格畸变,确保大变形分析的继续进行。

    对非结构的场问题如包含对流、辐射、相变潜热等复杂边界条件的非线性传热问题的温度场;并具有模拟流-热-固、土壤渗流、声-结构、电-热、电-热-结构以及热-结构等多种耦合场的分析能力。

    为了满足高级用户的特殊需要和进行二次开发,Abaqus/Standard提供了方便的开放式用户环境。这些用户子程序入口几乎覆盖了Abaqus/Standard有限元分析的所有环节,从载荷定义、边界定义、材料定义到分析求解、结果输出,用户都能够访问并修改程序的缺省设置。在Abaqus/Standard软件的原有功能的框架下,用户能够极大地扩展Abaqus/Standard有限元软件的分析能力。

    Abaqus/Explicit--显式非线性分析求解器

    Abaqus/Explicit是功能齐全的高级显式非线性有限元软件的求解器。它是一个通用分析模块,它能够求解广泛的高度非线性动力学问题,包括:冲击、碰撞、水下爆炸等瞬态、高度大变形非线性分析等,具有极强的结构分析能力。可以同时处理几何、材料和接触非线性的组合非线性问题。采用自动时间步长控制技术,最小化用户输入。Abaqus/ Explicit拥有CAE工业领域最为广泛的材料模型,它可以模拟绝大部分工程材料的线性和非线性行为。

Abaqus/Explicit功能特点:

极高的软件可靠性;

优秀的软件品质;

高度灵活的开放式结构;

    无限的解题能力;

    高效的并行功能。

    Abaqus/Standard(通用程序)和Abaqus/Explicit(显式积分)同为Abaqus公司的产品,它们之间的数据传递非常方便,可以很容易地考虑预紧力等静力和动力相结合的计算情况。

    Abaqus软件的求解器是智能化的求解器,可以解决其它软件不收敛的非线性问题。对于其它软件也收敛的非线性问题,Abaqus软件的计算收敛速度较快,并更加容易操作和使用。

 

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